チュートリアル

Gaussian
蛍光・りん光スペクトル計算
V11.3.3
2023年1月12日

株式会社クロスアビリティ

Copyright 2008-2023 X-Ability Co., Ltd.

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本書について•本書はWinmostar V11の使用例を示すチュートリアルです。

•初めてWinmostar V11をお使いになる方はビギナーズマニュアルを参照してください。

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各機能の詳細を調べたい方はユーザマニュアルを参照してください。

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本書の内容の実習を希望される方は、講習会を受講ください。
– Winmostar導入講習会：基礎編チュートリアルの操作方法のみ紹介します。

– Winmostar基礎講習会：理論的な背景、結果の解釈の解説、基礎編チュートリアルの操作方法、基礎編以外のチュートリアルの一部の操作方法を紹介します。
– 個別講習会：ご希望に応じて講習内容を自由にカスタマイズして頂けます。
•本書の内容通りに操作が進まない場合は、まずよくある質問を参照してください。

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よくある質問で解決しない場合は、情報の蓄積・管理のため、お問合せフォームに、不具合の再現方法とその時に生成されたファイルを添付しご連絡ください。

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本書の著作権は株式会社クロスアビリティが有します。株式会社クロスアビリティの許諾なく、いかなる形態での内容のコピー、複製を禁じます。
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概要
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フルオレン(C13H10)分子の蛍光スペクトル計算をGaussianを用いて実行します。前半は、一重項第1励起状態の構造最適化計算をTDDFT(B3LYP/6-31G*)レベルで実行し、蛍光スペクトルを表示します。後半は、三重項第1励起状態の構造最適化計算をTDDFT(B3LYP/6-31G*)レベルで実行し、りん光スペクトルを表示します。

注意点：一重項と三重項が混ざらない(スピン軌道相互作用が入っていない)非相対論の範囲での計算のため、りん光計算での強度は理論上必ず0になり、波長のデータのみ得られます。

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Winmostar V11の動作モード
V11にはプロジェクトモードとファイルモードの2つの動作モードが用意されています。
本書ではプロジェクトモードでの操作方法を解説します。
ファイルモードの操作方法はV10のGaussianチュートリアルを参照してください。

プロジェクトモード V11新機能
ユーザは個々のファイルを意識することなくジョブを管理できます。
基本的にこのモードを推奨します。
ファイルモード
ユーザは個々のファイルを明示的に作成、管理します。操作方法はV10以前と一緒です。
継続ジョブを作成するときに、ファイルモードまたはV10以前では都度継続元ジョブの最終構造を表示する必要がありますが、プロジェクトモードでは自動で最終構造が引き継がれます。
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I. 系のモデリング1. Winmostarを起動し、新規プロジェクト（3次元構造を入力）をクリックします。（すでに起動している場合はファイル｜新規プロジェクトをクリックします。）
2. プロジェクト名に「fluorene」と入力し保存をクリックします。

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I. 系のモデリング
1. メインウインドウ右上のラベル/電荷メニューから番号&元素を選択し、分子表示エリアで各原子の名前を表示します。

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I. 系のモデリング1. フラグメントを選択から-C5H4を選択し、その右にあるReplaceボタンを1回クリックします。

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I. 系のモデリング1. 2Hと7H原子をクリックして2つの原子が赤丸で選択された状態で、編集｜環構築を選択します。
2. 8Hと10H原子をクリックして2つの原子が赤丸で選択された状態で、編集｜環構築を再度選択します。

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I. 系のモデリング
1. 3C原子をクリックして、選択原子に水素を付加を1回クリックします。
2. 簡易構造最適化ボタンをクリックします。これで9H-フルオレン分子の初期構造が完成します。

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II. 計算の実行 (蛍光(一重項励起状態構造最適化)計算)
1. ソルバを選択メニューでGaussianを選択して、ワークフロー設定ボタンをクリックします。
2. Presetを「Optimize(TDDFT)」に変更しOKボタンをクリックします。
3. ジョブの設定ウィンドウで、計算機のコア数に応じて# of Threads/MPI Procを設定して、実行ボタンをクリックします。B3LYP/6-31G*レベルでは1CPUコアで10時間程度かかります。

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III.結果解析（蛍光(一重項励起状態構造最適化)計算）
1. 計算が終了してwork1_GAU_OPTTDDFTの作業フォルダの状態がENDに変化した後、作業フォルダのwork1_GAU_OPTTDDFTをクリックし、アクションのUV-Visをクリックすると、一重項第1励起状態最適化構造でのUV-Visスペクトルが表示されます。

2. スペクトルを見やすくするため、Xminを200、Xmaxを400、Ymaxを1にします。
3. 今回の計算で意味があるのは基底状態と第1励起状態のエネルギー差であること、蛍光のほとんどは第1励起状態から起こる(カシャの法則)ことから、余分なピークを削除するためPeaksの右横の数値を1にします。蛍光波長は左欄リスト1番目の299.07 nmです。

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IV.計算の実行 (りん光(三重項励起状態構造最適化)計算)
1. ワークフロー設定ボタンをクリックします。「継続ジョブを実行しますか？…」と表示されたら、いいえをクリックします。
2. Presetが「Optimize(TDDFT)」の状態で、Detailsボタンをクリックします。
3. Keyword SetupウィンドウでTDをtd=(triplets)に変更して、OKボタンをクリックします。
4. Workflow SetupウィンドウでOKボタンをクリックして、ジョブの設定ウィンドウで、実行ボタンをクリックします。

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V. 結果解析（りん光(三重項励起状態構造最適化)計算）
1. 計算が終了してwork2_GAU_OPTTDDFTの作業フォルダの状態がENDに変化した後、作業フォルダのwork2_GAU_OPTTDDFTをクリックし、アクションのUV-Visをクリックすると、三重項第1励起状態最適化構造でのUV-Visスペクトルが表示されます。

2. 今回の計算で意味があるのは基底状態と第1励起状態のエネルギー差であること、りん光のほとんどは第1励起状態から起こる(カシャの法則)ことから、りん光波長はUV-Visスペクトル
ウィンドウの左欄リスト1番目の539.73 nmです。一重項と三重項が混ざらない(スピン軌道相互作用が入っていない)非相対論の計算のため、強度は理論上必ず0になり、この計算では波長のデータのみ得られます。

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最後に•

各機能の詳細を調べたい方はユーザマニュアルを参照してください。

ユーザマニュアル

Winmostar 講習会の風景•

本書の内容の 実習を希望され る方は 、Winmostar導入 講習 会 、Winmostar 基礎講習会、または個別講習会の受講をご検討ください。（詳細はP.2）•

本書の内容通りに操作が進まない場合は、まずよくある質問を参照してください。

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よくある質問で解決しない場合は、情報の蓄積・管理のため、お問合せフォームに、不具合の再現方法とその時に生成されたファイルを添付しご連絡ください。
以上
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